La depurazione delle acque come “arte”

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo.

a cura di Mauro Icardi*

L’articolo di Giorgio Nebbia pubblicato su questo blog lo scorso 18 Agosto (L’acqua vera) mi da lo spunto per scrivere di depurazione e di ciclo idrico, visto che sono uno dei tanti

bravi nostri colleghi chimici che si occupano in silenzio di analisi delle soluzioni acquose nelle aziende di distribuzione, nelle agenzie di igiene pubblica, nelle fabbriche

Me ne occupo ormai da venticinque anni, e mi sono reso conto che spesso i non addetti ai lavori hanno delle idee piuttosto confuse su quello che facciamo. E quindi riporto un altro interessante passaggio:

mi rendo conto che può sembrare non gratificante dedicarsi all’analisi e allo studio dei liquami zootecnici o dei reflui degli impianti di depurazione urbana, anche se si tratta, solo in Italia, di alcuni miliardi di metri cubi all’anno, da cui potrebbero essere ricavate altre soluzioni forse non potabili, ma utilizzabili in agricoltura (e, con un po’ di furbizia, anche come fonti di metano). La chimica modesta è spesso molto utile per il, paese.

Ringrazio ancora Giorgio Nebbia.

E prima di iniziare a parlare di depurazione di acque reflue vorrei fare un’altra citazione. Questa è tratta da un libro di Piero Bianucci, giornalista, scrittore e divulgatore scientifico, fondatore nel 1981 dell’inserto “Tuttoscienze” del quotidiano “La stampa”. Nel 1994 scrive un romanzo pubblicato da Rusconi, che vince anche il premio Pirandello come opera prima. Si intitola “Benvenuti a bordo”. Lo scrive con l’ambizione di usare lo stile letterario di Piero Chiara. La trama è curiosa e singolare. Arcangelo Menoli, di Brindisi, vede un vecchio dragamine in disarmo della marina militare nel porto della città pugliese. Decide di acquistarlo dopo qualche peripezia burocratica, di trasportarlo a Torino e di farne un ristorante ormeggiato sul Po. Il ristorante però non riesce a decollare, ed alla fine il Menoli finisce per trasformarlo in un rifugio notturno, un alcova, per coppie clandestine e non, desiderose di una intimità che per una ragione o un’altra non riescono a trovare. E gli affari cominciano a prosperare, fino a quando una piena del Po si porta via il dragamine e i sogni del Menoli.

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Ma visto che il romanzo parla di un dragamine ancorato sul Po, l’autore racconta la storia ,comune a tanti altri corsi d’acqua in Italia, del progressivo degrado del fiume, dell’inquinamento che a poco a poco finisce per far sparire i pesci, ed allontanare anche chi,fino agli anni del dopoguerra aveva come destinazione per gli svaghi estivi le rive dei fiumi, che si potevano raggiungere più facilmente e con meno spesa delle ancora non abbordabili spiagge del mare. E della costruzione dell’impianto di depurazione della città di Torino.

Il boom economico, il benessere hanno come rovescio della medaglia l’aumento dell’inquinamento. E già alla fine degli anni sessanta la situazione appare grave. Fiumi coperti da nuvole di schiume da detersivo,acqua che in qualche caso è multicolore.

Torino si dota di un grande impianto di depurazione che raccoglie le acque reflue del capolouogo e dei comuni della cintura. Un impianto che tratta, la ragguardevole cifra di duecento milioni di metri cubi di acque reflue all’anno.

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Io sono un Torinese trapiantato in quel di Varese ormai da decenni. Ma torno spesso nella mia città natale. In uno di questi ritorni vidi questo libro sulle bancarelle di Via Po, che frequentavo anche quando ero studente. Mi attrasse la copertina. Credo che il vero lettore non abbia bisogno di recensioni,a volte i libri si scelgono d’istinto.

Lo aprii, e lessi questo brano, che ovviamente mi incuriosì e mi spinse immediatamente all’acquisto.

Più che una tecnica,la depurazione è un arte,forse l’unica per la quale il ventesimo secolo passerà alla storia. Non sarà dunque fuor di luogo delineare i principi fondamentali della cultura fognaria”.

Il preambolo può sembrare lungo. Era a mio parere necessario.

La storia comincia da molto lontano. Dalle testimonianze ed i ritrovamenti archeologici di Mohenjo-daro città che presentava una vasta rete di canali in mattoni che convogliavano le acque reflue provenienti dalle abitazioni. Siamo nel 2500 aC circa. Ma nell’antichità le fognature più moderne ed efficienti vengono realizzate dai romani. La loro maggior realizzazione in questo campo rimane la cloaca massima iniziata nel VI secolo aC.

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Rovine di una fognatura dei tempi dell’impero romano (Vidigueira, Portogallo).

Con la caduta dell’impero romano non vengono più costruite fognature, e quelle esistenti vengono abbandonate. Bisogna arrivare fino al XVII secolo, quando l’esigenza di costruirle riparte dalla forte urbanizzazione di Parigi, e poi nel XIX secolo a Londra.

E sono proprio gli ingegneri inglesi ed americani a sviluppare il processo a fanghi attivi ancora oggi usato in quasi tutti gli impianti di depurazione a schema classico. Lo sviluppo prende origine alla fine dell’ottocento , per migliorare il processo allora usato per la depurazione delle acque reflue con i filtri percolatori a biomassa adesa. L’areazione dei liquami viene utilizzata inizialmente per ridurre l’odore che si sviluppa dai reflui fognari. Ma ci si accorge che l’areazione del refluo produce un fango. Aerando un liquame contenente sostanze biodegradabili si forma una specie di fanghiglia costituita da colonie di microorganismi aerobi purificando il refluo. Al processo si fa poi seguire una sedimentazione secondaria, e dopo questa operazione il refluo viene sottoposto ad una disinfezione finale, e quindi scaricato nel corpo idrico. I fanghi attivi separati nel sedimentatore finale, sono in parte ricircolati nel bacino di areazione. Questa operazione è fondamentale per mantenere nello stesso una concentrazione ottimale di biomassa sospesa e per depurare al meglio il liquame. Quando mi capita di parlare con studenti universitari in visita all’impianto dove lavoro, cerco di far capire a loro alcune cose. Un bacino di aerazione di un impianto di depurazione o vasca di ossidazione, è sostanzialmente come un qualunque reattore chimico o biochimico. Ma con alcune importanti limitazioni. Cioè il fattore temperatura, che nel corso dell’anno tende a variare. Nel principale impianto che seguo, la temperatura nel bacino di areazione in inverno scende intorno ai 10-12°C,mentre in estate arriva al massimo a 20°C. Molti autori ritengono i processi di depurazione assimilabili ad una reazione chimica del primo ordine cinetico che risponde a questo schema: dx/dt = k(x0-x).  Quidi dx/dt è la velocità di reazione, x0 la quantità di sostanze biodegradabili (praticamente il Bod del refluo fognario da trattare), x la quantità di sostanze eliminate durante il tempo di permanenza nel bacino di areazione. La costante cinetica k varia al variare della temperatura. Kt = k20. 1,065 (t-20). Anche il tempo di permanenza è variabile,visto che la portata dei reflui in arrivo all’impianto è variabile. I bacini di aerazione sono progettati per tenere conto di queste variazioni. Ma il chimico addetto al controllo di processo deve sostanzialmente controllare un reattore nel quale non è stato lui ad avere impostato alcuni parametri fondamentali. Nel corso delle visite degli studenti non dimentico mai di farlo notare. Va detto che la tecnica degli impianti a fanghi attivi è ormai consolidata. Ma quando si inizia a lavorare su un impianto di trattamento delle acque reflue, ci si rende conto abbastanza presto che se è fondamentale avere ben presente la teoria, occorre anche sviluppare una sorta di sesto senso. Cercare di capire in anticipo che cosa può aver provocato inconvenienti, o riduzione della capacità depurativa. Sbalzi termici,ingresso di liquame con concentrazioni elevate di sostanze tossiche o inibenti. E’ una sensibilità che richiede (come per qualunque altro lavoro) la crescita di una esperienza sul campo. Altro esempio che spesso mi piace citare è questo: se io costruisco due impianti di depurazione identici, ma che trattano liquami di diversa provenienza, è quasi certo che incontrerò problemi di gestione diversi, e sarò chiamato ad eventualmente intervenire in maniera diversa. Ecco perché, concordando con Piero Bianucci si può definire la depurazione un arte più che una tecnica. Ma nel praticare quest’arte l’insight, l’abito mentale del chimico è di grande aiuto. Fondamentale per acquisirne al meglio i segreti, i piccoli trucchi.

L’argomento depurazione come “arte” non si può esaurire con questo articolo. E quindi seguendo lo schema che su questo blog ci ha fatto conoscere meglio l’energia elettrica, penso sia giusto scrivere ancora qualche cosa con articoli successivi, per rendere la lettura più agevole.

* Mauro Icardi è tecnico di laboratorio presso una azienda che si occupa della gestione integrata delle acque in provincia di Varese.

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